CN104753562A - 用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统，其中，所述用于码分多址通信系统的多径定位方法包括：根据基带信号得到多径初位置；根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。在此，根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置，从而避免了做解扰解扩计算、平滑计算等计算量较大的操作，即相对于现有技术的多径定位方法而言，降低了计算量。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统。
背景技术
在码分多址（CDMA）通信系统中，接收端大多采用RAKE接收机将所得到的多径信号进行合并以提高接收增益。而RAKE接收机对多径位置的准确度有较高要求，因此对于码分多址通信系统而言，在时间上准确地捕获、锁定好各接收分支上的多径信号就显得尤为重要。
现有的适用码分多址通信系统的多径定位方法主要有两种方案：一种主要完成多径信号的捕获即多径搜索过程；另一种除了多径搜索过程以外，还增加了对多径搜索结果进行进一步处理的多径管理过程。主要是根据一定条件对多径搜索的结果进行调整以获取更稳定、更准确的多径位置。由于在实际应用中多径搜索的结果往往会在一定范围内发生偏移，而第一种方案因为没有后续对多径的跟踪和锁定过程，所以无能为力，因此大部分实际应用方案都是第二种。
具体的，请参考图1，其为现有的主流多径定位系统的框结构示意图。如图1所示，多径定位系统包括：多径搜索单元10和多径管理单元11，它们各自的主要功能已经在上面介绍过。
接着，请参考图2，其为现有的主流多径搜索单元的框结构示意图。如图2所示，所述多径搜索单元包括：升采样单元101、匹配相关单元102、非相干累加单元103、能量平滑单元104及多径判决单元105。具体的，升采样单元101负责提高处理数据的采样率以期获取更高精度的多径位置，它可以放置在处理过程的最前面，也可以放置在处理过程的中间，因此图中用了虚线框，并给出了两个示例放置位置；升采样方案可以使用滤波器，也可以使用不同的插值算法来实现，现有的多径搜索专利给出了很多种不同的选择。匹配相关单元102负责完成搜索窗内导频与接收基带信号的相关计算，得到搜索窗内每一个位置的相关值。非相干累加单元103负责完成多次搜索窗相关功率值的累加，主要是为了减小无线信道固有的衰落影响以突出功率峰值，但是此模块也不是一定存在，因为后续的能量平滑单元104也可以起到克服衰落影响的作用，不同的专利方案会有不同的选择。能量平滑单元104一般使用滤波器（例如α滤波器）对搜索窗内的相关功率值进行滤波平滑，以平滑突发噪声和衰落的影响。经过以上处理的搜索窗相关功率值输送给多径判决单元105进行处理，一般是通过若干功率门限对搜索窗内的相关功率值进行筛选，最终满足条件的一些位置被选择出来作为此次搜索得到的多径位置。获取和设置门限的方法很多，通过什么条件进行判决选择也有很多方案，现有的专利方案中都有描述。
接着，请参考图3，其为现有的被大量采用的多径管理方法的基本处理流程示意图。如图3所示，所述多径管理方法主要包括：把经过多径搜索过程得到的多径初位置作为中路位置，然后把与中路位置相差±n个采样点的位置分别作为迟路位置和早路位置。提取这三个位置的接收基带信号，进行解扰解扩计算获取其能量值，即能量计算单元111的功能。然后按照流程，把中路位置的信号能量以及早路和迟路位置的信号能量差都通过平滑单元112进行平滑。然后把平滑后的中路位置信号能量和早迟路信号能量差输入给阈值判决模块113，根据这两路能量之间的相对关系，通过一定阈值条件来判断是应该把中路位置前移n还是后移n个采样点，还是不需要进行移动调整，最终得到经过调整之后的多径终位置，也即会输出给RAKE接收机使用的多径位置。
目前来说，多径搜索方案已经非常成熟，有大量的专利方案描述。而多径管理方案则相对较少，而且基本都和以上描述的方案相类似，但是上述方案存在一个明显的问题：计算量较大，尤其是在采样率较高造成n较大的时候，每个可能的调整位置都需要做解扰解扩计算、平滑计算以及最终的判决比较，需要较多的调整时间，影响了多径定位的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统，以解决现有的多径定位方法需要做解扰解扩计算、平滑计算等，从而计算量较大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于码分多址通信系统的多径定位方法，所述用于码分多址通信系统的多径定位方法包括：
根据基带信号得到多径初位置；
根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法中，所述根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置包括：
统计在此之前T次多径初位置的位置出现次数；
根据位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置；
其中，T为自然数。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法中，所述统计在此之前T次多径初位置的位置出现次数包括：
统计当前一次多径初位置及其±n个采样点内的多径初位置，形成多径初位置集合；
统计多径初位置集合内的多径初位置在此之前T次多径初位置的位置出现次数，形成位置出现次数集合；
其中，n为自然数。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法中，所述根据位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置包括：
将位置出现次数集合中的位置出现次数与门限值M作比较；
若有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则该位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置作为多径终位置；
若没有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则当前一次多径初位置作为多径终位置。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法中，在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则将位置出现次数最多的多径初位置作为多径终位置。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法中，在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置并且有多个位置出现次数最多且相等，则将位置出现次数最多且最靠近当前一次多径初位置的多径初位置作为多径终位置。
本发明还提供一种用于码分多址通信系统的多径定位系统，所述用于码分多址通信系统的多径定位系统包括：多径搜索单元及多径管理单元，其中，
所述多径搜索单元用以根据基带信号得到多径初位置；
所述多径管理单元用以根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统中，所述多径管理单元包括多径位置统计单元及多径位置调整单元；其中，
所述多径位置统计单元统计在此之前T次多径初位置的位置出现次数；
所述多径位置调整单元根据位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置；
其中，T为自然数。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统中，所述多径位置统计单元统计当前一次多径初位置及其±n个采样点内的多径初位置，形成多径初位置集合；统计多径初位置集合内的多径初位置在此之前T次多径初位置的位置出现次数，形成位置出现次数集合；其中，n为自然数。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统中，所述多径位置调整单元将位置出现次数集合中的位置出现次数与门限值M作比较；若有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则该位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置作为多径终位置；若没有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则当前一次多径初位置作为多径终位置。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统中，所述多径位置调整单元在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则将位置出现次数最多的多径初位置作为多径终位置。
可选的，在所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统中，所述多径位置调整单元在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置并且有多个位置出现次数最多且相等，则将位置出现次数最多且最靠近当前一次多径初位置的多径初位置作为多径终位置。
在本发明提供的用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统中，根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置，从而避免了做解扰解扩计算、平滑计算等计算量较大的操作，即相对于现有技术的多径定位方法而言，降低了计算量。
附图说明
图1是现有的主流多径定位系统的框结构示意图；
图2是现有的主流多径搜索单元的框结构示意图；
图3是现有的被大量采用的多径管理方法的基本处理流程示意图；
图4是多径搜索方法的基本处理流程示意图；
图5是本发明实施例的用于码分多址通信系统的多径定位方法的流程示意图；
图6是本发明实施例的用于码分多址通信系统的多径定位系统的框结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明实施例提供了一种用于码分多址通信系统的多径定位方法，所述用于码分多址通信系统的多径定位方法包括：
根据基带信号得到多径初位置；
根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。
相应的，本发明还提供一种用于码分多址通信系统的多径定位系统，所述用于码分多址通信系统的多径定位系统包括：多径搜索单元及多径管理单元，其中，
所述多径搜索单元用以根据基带信号得到多径初位置；
所述多径管理单元用以根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。
在本申请实施例中，所述多径搜索单元可以根据现有的任意一种方式实现根据基带信号得到多径初位置，例如采用如图2所示的方式；或者也可以采用如图4所示的方式实现多径搜索，具体的，包括：输入2倍采样率的接收基带信号，经过匹配相关得到搜索窗内的相关值，再经过升采样得到4倍采样率的相关值，然后把8次的搜索窗相关值进行非相干的功率累加得到搜索窗内各采样点的相关功率值，最后经过多径判决处理得到初始的多径位置结果。因此在本申请实施例中对于所述多径搜索单元的实现方式不再赘述。在本申请实施例中将着重描述对于多径管理单元的实现方式。
具体的，请参考图5及图6，其中，图5为本发明实施例的用于码分多址通信系统的多径定位方法的流程示意图；图6为本发明实施例的用于码分多址通信系统的多径定位系统的框结构示意图。
如图5所示，在本实施例中，首先执行步骤S20：根据输入参考信息选取历史统计时间窗长（追溯次数）T和门限次数（门限值）M，其中T和M均为自然数。具体的，可根据已知的终端移动速度或者接收信噪比等参数选取具体的T值和M值。优选的，当终端移动速度快或者接收信噪比高时，T值和M值相对较小。例如：如果终端移动速度大于80km/h，则T=8，M=4；如果小于等于80km/h，则T=16，M=8。此外，在本申请的其他实施例中，也可以固定设置T值和M值，例如：固定设置T=16，M=8。
接着，执行步骤S21：读取最新一次的多径初位置结果，也即获取当前一次多径初位置。如图6所示，其中，多径初位置结果可由多径搜索单元30根据基带信号而得到。在本实施例中，多径位置统计单元311及多径位置调整单元312均获取当前一次多径初位置。其中，所述当前一次多径初位置可能得到的是一个多径初位置，也可能得到的是多个多径初位置。例如，多径搜索单元30根据基带信号得到了三个多径初位置，分别为20、25和30。
接着，执行步骤S22和步骤S23，可以先执行步骤S22，也可以先执行步骤S23。具体的，就是通过所述多径位置统计单元311实现如下操作：统计当前一次多径初位置及其±n个采样点内的多径初位置，形成多径初位置集合；统计多径初位置集合内的多径初位置在此之前T次多径初位置的位置出现次数，形成位置出现次数集合；其中，n为自然数。例如，设n取值为1，T取值为16，则得到多径初位置集合{19、20、21、24、25、26、29、30、31}，接着，便可统计多径初位置19、20、21、24、25、26、29、30和31在此之前16次多径初位置的位置出现次数。
接着，执行步骤S24，将位置出现次数集合{19、20、21、24、25、26、29、30、31}中的位置出现次数与门限值M作比较，判断是否存在大于等于M的值。根据不同情况执行步骤S25至步骤S29，即：
若有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则该位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置作为多径终位置；
在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则将位置出现次数最多的多径初位置作为多径终位置；
在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置并且有多个位置出现次数最多且相等，则将位置出现次数最多且最靠近当前一次多径初位置的多径初位置作为多径终位置；
若没有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则当前一次多径初位置作为多径终位置。
例如，设门限值M为8，多径初位置19、20、25、26、29和30的位置出现次数分别为12、13、13、13、13和12，则根据上述判断方法可以得到多径终位置20、25和29，在此可以认为由多径搜索单元30得到的当前一次多径初位置20、25和30是需要进行进一步处理的三种情况，因此，最终得到了多径终位置20、25和29。
综上可见，在本发明实施例提供的用于码分多址通信系统的多径定位方法及系统中，根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置，从而避免了做解扰解扩计算、平滑计算等计算量较大的操作，即相对于现有技术的多径定位方法而言，降低了计算量。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (12)
1.一种用于码分多址通信系统的多径定位方法，其特征在于，包括：
根据基带信号得到多径初位置；
根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。
2.如权利要求1所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法，其特征在于，所述根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置包括：
统计在此之前T次多径初位置的位置出现次数；
根据位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置；
其中，T为自然数。
3.如权利要求2所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法，其特征在于，所述统计在此之前T次多径初位置的位置出现次数包括：
统计当前一次多径初位置及其±n个采样点内的多径初位置，形成多径初位置集合；
统计多径初位置集合内的多径初位置在此之前T次多径初位置的位置出现次数，形成位置出现次数集合；
其中，n为自然数。
4.如权利要求3所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法，其特征在于，所述根据位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置包括：
将位置出现次数集合中的位置出现次数与门限值M作比较；
若有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则该位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置作为多径终位置；
若没有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则当前一次多径初位置作为多径终位置。
5.如权利要求4所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法，其特征在于，在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则将位置出现次数最多的多径初位置作为多径终位置。
6.如权利要求5所述的用于码分多址通信系统的多径定位方法，其特征在于，在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置并且有多个位置出现次数最多且相等，则将位置出现次数最多且最靠近当前一次多径初位置的多径初位置作为多径终位置。
7.一种用于码分多址通信系统的多径定位系统，其特征在于，包括：多径搜索单元及多径管理单元，其中，
所述多径搜索单元用以根据基带信号得到多径初位置；
所述多径管理单元用以根据多径初位置的位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置。
8.如权利要求7所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统，其特征在于，所述多径管理单元包括多径位置统计单元及多径位置调整单元；其中，
所述多径位置统计单元统计在此之前T次多径初位置的位置出现次数；
所述多径位置调整单元根据位置出现次数，选取多径初位置作为多径终位置；
其中，T为自然数。
9.如权利要求8所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统，其特征在于，所述多径位置统计单元统计当前一次多径初位置及其±n个采样点内的多径初位置，形成多径初位置集合；统计多径初位置集合内的多径初位置在此之前T次多径初位置的位置出现次数，形成位置出现次数集合；其中，n为自然数。
10.如权利要求9所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统，其特征在于，所述多径位置调整单元将位置出现次数集合中的位置出现次数与门限值M作比较；若有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则该位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置作为多径终位置；若没有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则当前一次多径初位置作为多径终位置。
11.如权利要求10所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统，其特征在于，所述多径位置调整单元在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置，则将位置出现次数最多的多径初位置作为多径终位置。
12.如权利要求11所述的用于码分多址通信系统的多径定位系统，其特征在于，所述多径位置调整单元在有位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置下，若有多个位置出现次数大于等于门限值M的多径初位置并且有多个位置出现次数最多且相等，则将位置出现次数最多且最靠近当前一次多径初位置的多径初位置作为多径终位置。
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